Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Studie: Instandhaltung: Ausgabe 02/2016, 05.02.2016

Zukunftstreiber Industrie 4.0

Vor dem Hintergrund der industriellen Digitalisierung wird die Instandhaltung zu einem Kernthema. Viele Unternehmen sehen diese aber noch primär als Kostenfaktor, die positiven Auswirkungen auf den Unternehmenserfolg werden unterschätzt. Dies zeigt eine aktuelle Studie des Management- und Technologieberaters BearingPoint.

Sechs Fragen an Christoph Heitz, Professor am IDP der ZHAW

(msc) Die webbasierte Studie wurde 2015 in der Schweiz, Deutschland und Österreich durchgeführt bei 51 instandhaltungsintensiven Unternehmen, insbesondere aus der Automobilbranche, deren Zulieferern und dem Maschinenbau. Sie zeigt, dass die technische Instandhaltung und deren zukünftige Ausrichtung in Unternehmen nahezu jeder Grössenordnung wichtig ist. Die Instandhaltung muss sich dabei vielen Herausforderungen stellen, diese erweisen sich aber auch als Chance. Unabhängig vom Outsourcing-Anteil verfügen rund 90 Prozent der befragten Unternehmen über eine interne Instandhaltungsorganisation.

Während klassische Instandhaltungs-Strategien weiterhin eine grosse Rolle spielen, werden innovative Strategien wie Condition Based Maintenance (CBM), Total Productive Maintenance (TPM) und Reliability Centered Maintenance (RCM) überdurchschnittlich zulegen. Durch die Vernetzung von Maschinen und Bereitstellung geeigneter Daten können sie ohne Zusatzaufwand zum Einsatz kommen. Mittels dieser Daten können Wartungstermine errechnet, technische Probleme frühzeitig erkannt und so Ausfälle verhindert werden.

Die Reduktion des Personaleinsatzes durch zunehmende Automatisierung der Produktion steigert die Bedeutung der Instandhaltung. Business Process Management (BPM), also die aktive Gestaltung, Steuerung und Messung von Prozessen, kann die Prozess­orientierung innerhalb der Organisation verstärken und steht daher bei 97 Prozent der Unternehmen auf der Agenda. Besonders die Prozessintegration mit angrenzenden Bereichen ist sehr hoch und wird laut Studie wichtiger werden. Aktuell haben aber noch 79 Prozent der Unternehmen Abstimmbedarf mit der Produktion.

Die Wichtigkeit der Instandhaltung und der Einfluss auf die Produktion werden aktuell unterschätzt. Komplexere Prozesse und kürzere Fristen verlangen eine hohe Effizienz über alle Bereiche hinweg. 57 Prozent der Befragten erzielten durch BPM bereits Verbesserungen; 49 Prozent bestätigen eine erhöhte Transparenz durch klare Prozessbeschreibungen und verbesserte Kommunikation, 40 Prozent eine deutlich verbesserte Instandhaltungsqualität und schlankere Prozesse dank weniger Schnittstellen und verkürzter Durchlaufzeiten.

IT-Lösungen müssen die Geschäftsanforderungen bestmöglich unterstützen. So haben die Unternehmen Dokumenten-Management-Systeme integriert, um den Dokumentations- und Nachweispflichten nachzukommen. Mehr als 62 Prozent verfügen über ein Tool, um Prüfzeugnisse, Konstruktionszeichnungen oder Verfahrensanweisungen angemessen zu dokumentieren.

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung und wegen des steigenden Kostendrucks planen etwa zwei Drittel der Unternehmen Massnahmen, um das Potenzial ihrer IT-Systeme künftig adäquat auszuschöpfen und damit die Instandhaltung zu optimieren. So soll die Anlagenverfügbarkeit durch neue Systemlösungen gesteigert und die Instandhaltungsprozesse effizienter gestaltet werden.

Obwohl mehr als die Hälfte der Unternehmen sich in den vergangenen fünf Jahren mit dem Thema befassten, sind Instandhaltungs-Prozesse nur bei 26 Prozent tatsächlich mobilisiert, werden Daten also über Tablets, Smartphones oder ähnlichen Geräten erfasst. Eine mobile Lösung einzuführen erfordert nicht nur, entsprechende Geräte zu beschaffen. Neben funktionalen Anforderungen sind auch IT-strategische und sicherheitsrelevante Rahmenbedingungen zu berücksichtigen. Die Stolpersteine dabei sind der unübersichtliche Anbietermarkt mit kaum vergleichbaren Preismodellen, die nur schwer vereinbaren Anforderungen seitens Fachbereich und IT sowie nur schwierig zu erstellende Business Cases.

Unternehmen, die ihre Prozesse bereits mobilisiert haben, nutzen mobile Geräte hauptsächlich, um die Funktionalitäten der reaktiven und geplanten Instandhaltung zu unterstützen: 88 Prozent für das Erfassen und Bearbeiten von Meldungen, 63 Prozent für Material­entnahmebuchungen, 50 Prozent für die Rückmeldung von Instandhaltungsaufträgen. Nur gerade 38 Prozent der Unternehmen erfassen Messwerte und Zählerstände. Immerhin wollen in den kommenden zwei bis fünf Jahren immer mehr Unternehmen mobile Geräte einsetzen, um die Kernprozesse der Instandhaltung so effizient wie möglich zu gestalten. Gerade hinsichtlich CBM und Predictive Maintenance werden Messwerte, die mit mobilen Geräten erfasst werden können, unabdingbar.

Bereits heute setzen sich mehr als die Hälfte der befragten Unternehmen mit der Nutzung von Maschinendaten im Bereich der Instandhaltung auseinander. Produktionsnahe Bereiche wie Instandhaltung, Produktion, Fertigung, Ingenieurwesen und Qualitätssicherung wollen damit auf valide Daten zugreifen, um so die Instandhaltungsaktivitäten zuverlässig zu planen und ein optimales Produktionsmanagement zu ermöglichen. Über ein Drittel der befragten Unternehmen greift bereits zentral auf Maschinendaten zu, auch wenn nur vereinzelt ein automatischer Informationsaustausch stattfindet. Am häufigsten angefragt werden Sensor- und Stördaten beziehungsweise Stillstände. Damit wird der Zustand der Anlagen dokumentiert und die Basis für die Evaluierung der präventiven Instandhaltung geschaffen.

Diese Nutzung von Maschinendaten bildet die Voraussetzung für eine zuverlässige vorausschauende Planung der Instandhaltungsmassnahmen und damit die Grundlage für CBM und RCM. Allerdings ist der Begriff Industrie 4.0 in diesem Zusammenhang für etwa drei Viertel der befragten Unternehmen kaum bis nicht wichtig. Dieser Terminus scheint noch zu wenig konkret, obwohl er sich in den letzten vier Jahren zu einem Trendthema entwickelt hat.

Aus Sicht der Instandhaltung geht es vor allem um eine vertikale Integration und Vernetzung der Produktionssysteme, eine horizontale Integration über die Wertschöpfungsnetzwerke sowie eine vollständige Durchgängigkeit des Engineerings über die gesamte Wertschöpfungskette. Zudem braucht es interagierende IT-Programme, die sich an den Anforderungen des Instandhaltungsmanagements orientieren.

Für eine erfolgreiche Umsetzung müssen vorab Fragen hinsichtlich Datensicherheit und Datenschutz, horizontaler und vertikaler Standardisierung von Schnittstellen, einer zuverlässigen Netzwerkumgebung oder einer anwendungsfreundlichen Entwicklungsumgebung geklärt werden. Die befragten Unternehmen jedoch sehen die Herausforderung eher in der Freigabe von Budgets, in nicht absehbaren Kosten und in der aktuellen IT-Infrastruktur. Aber auch Zustand und Alter bestehender Maschinen und Anlagen, weil diese umgerüstet oder neu hergestellt werden müssten, um den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht zu werden, sind ein Thema.

Die Umsetzung von Industrie 4.0 in der Instandhaltung erfordert Ausdauer. Die notwendigen Änderungen von Prozessen und IT lassen sich nicht über Nacht umsetzen, sondern stellen mittel- bis langfristige Projekte dar. Die Unternehmen sollten trotzdem nicht abwarten, sondern sich proaktiv mit den relevante Themen befassen. Wichtig ist, für die kommenden Jahre Ziele zu definieren und die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Themenfeldern zu erkennen.

Fazit: Die Umsetzung von I4.0 erfordert Ausdauer

Die wachsende Relevanz von End-to-End-Prozessen und die steigende Vernetzung von Maschinen und IT-Systemen legt nahe, dass eine effiziente Instandhaltung als integraler Bestandteil der Supply Chain ein Schlüsselelement zur Erreichung der Unternehmensziele ist.

Die Mehrheit der befragten Unternehmen in der Studie erwartet einen vermehrten Einsatz technologischer Neuerungen wie mobiler Lösungen und der Vernetzung von Maschinen und Anlagen. Fortschreitende Digitalisierung der Prozesse und die dadurch steigenden Datenumfänge erfordern die Auswertung in Echtzeit, damit adäquate Massnahmen rechtzeitig umgesetzt werden können. Die Ergebnisse zeigen eine klare Tendenz hin zu Instandhaltungsstrategien wie CBM und RCM sowie zu einer stärkeren Flexibilisierung der Anlagenverfügbarkeit.

Im Rahmen von Industrie 4.0 hat die Instandhaltung die Chance, ihre Integration in den Unternehmen markant zu verbessern und damit als wichtiger Bereich anerkannt zu werden. Diese Sicht muss jedoch vom obersten Management geteilt werden, um notwendige Investitionen sicherzustellen, die es für die Initiierung und Realisierung der erforderlichen Massnahmen braucht.

BearingPoint Switzerland AG 8005 Zürich, Tel. 043 299 64 64 www.bearingpoint.com



Laut einer neuen Studie wird die Digitalisierung der Industrie aus dem Instandhalter den «Superhero» der Produktion machen. (Bild: Fotolia)


Herausforderungen in der technischen Instandhaltung. (Grafiken: BearingPoint)


Der Physiker Christoph Heitz ist Professor am IDP Institute of Data Analysis and Process Design an der ZHAW. (Bild: Silvia Cetti)


Zukünftige Etwicklung der Bedeutung von BPM.


Verwendete Instandhaltungsstrategien heute und in der Zukunft.

Sechs Fragen an Christoph Heitz, Professor am IDP der ZHAW

«Weniger Öl an den Fingern, dafür mehr computergestützte Entscheide»

Für die «Technische Rundschau» beurteilte Christoph Heitz, Experte im Bereich Big Data in der Instandhaltung, die Relevanz der Studie von BearingPoint für die Schweiz. Heitz ist Studienleiter am Institut für Datenanalyse und Prozessdesign IDP an der ZHAW in Winterthur.

Herr Heitz, wie aussagekräftig ist die Studie für die Schweizer IH-Branche?

Ihre Erkenntnisse gelten auch für die Schweizer Industrie. Sie beruht auf einer Umfrage unter Unternehmen aus Sektoren, die auch für die Schweiz wichtig sind.

Wie werden sich die Strategien hierzulande entwickeln?

Auch wenn noch unklar ist, was Industrie 4.0 genau bedeutet, ist eines sicher: Die Menge digital verfügbarer Betriebs- und Zustandsdaten aus Anlagen wird weiter massiv ansteigen. Es werden immer mehr Information darüber verfügbar sein, was genau sich innerhalb der Anlagen abspielt. Dies wird insbesondere zu einer Zunahme der zustandsorientierten Instandhaltung CBM führen.

Welches sind in den Schweizer KMU die Schlüsselfaktoren?

Anlagenverfügbarkeit ist immer das Schlüsselthema in der Instandhaltungsstrategie, die die geforderte Verfügbarkeit möglichst kostengünstig gewährleisten muss. Die Festlegung der Strategie wird aber meist nur einmal zu Beginn des Lebenszyklus gemacht. Ändern sich mit der Zeit die Anforderungen an die Verfügbarkeit, sollte die Instandhaltung angepasst werden. Sparpotenzial entsteht, wenn die geforderte Verfügbarkeit heute niedriger ist als früher. Dann kann die IH reduziert werden. Die Studie zeigt, dass dies nur 50 Prozent der Unternehmen tun. Hier scheint erhebliches Potenzial für Kostenreduktion zu bestehen.

Widerspiegeln die Ergebnisse der Studie bezüglich Bedeutung des BPM Ihre Erfahrungen hierzulande?

Wenn es um die Effizienz der Instandhaltung geht, sind immer die Prozesse in Blick zu nehmen. Manche nennen das «Business Process Management». Es gibt diverse methodische Ansätze, um Prozesse zu verbessern. In den letzten Jahren hat «Lean Maintenance» an Popularität gewonnen. Dabei soll innerhalb der Instandhaltungsprozesse Verschwendung beseitigt werden.

Bewerten Sie den Einsatz mobiler Lösungen auch so, wie es die Studie tut?

Ja, durch den Einsatz mobiler Lösungen zur Inspektion und Zustandserfassung und die Integration dieser Geräte in die IT-Umgebung lässt sich die Prozess­effizienz steigern.

Was sagen Sie zum Fazit der Studie?

Ich halte die Schlussfolgerung für richtig, dass in den kommenden Jahren die Erfassung und Verarbeitung von Daten mittels neuer Technologien stark zunehmen wird. Dies wird die tägliche Arbeit der Instandhalter stark beeinflussen: Weniger Öl an den Fingern, dafür mehr computergestützte Entscheidungsfindung.